韩国芯片产业教父：一己之力撑起韩国半导体

 

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他如何帮助韩国成为半导体大国。

编译来源：IEEE

他们被称为金氏黑手党。Kim Choong-Ki本人不会这么说。但韩国的半导体工程师对他以前的学生所说的是真的：他们无处不在。

从20世纪80年代中期开始，随着韩国芯片制造业的加速发展，曾在韩国高级科学技术研究院（KAIST）学习的工程师们在该行业担任高级职位，并在本科和政府机构担任令人垂涎的半导体教学或研究职位。到 21 世纪初，韩国已成为全球半导体市场的主导力量，仅存储芯片就满足了 60% 以上的国际需求。在世界范围内，Kim Choong-Ki的许多门徒因其在改变一个国家经济方面的巨大成功而受到称赞，这个国家于 1959 年开始组装收音机，并在 80 年代初制造过时的存储芯片。

这一成功可以部分追溯到现在是 KAIST 名誉教授的Kim Choong-Ki。他中等身高，30 多岁后头发花白，是韩国第一位系统教授半导体工程的教授。从 1975 年这个国家刚刚开始生产第一批晶体管到 2008 年他从教学岗位上退休，培养了 100 多名学生，有效地培养了韩国前两代半导体专家。

三星福利基金会 在 1993 年授予他著名的Ho-Am 奖认证了他的影响力，表彰他为韩国的半导体产业奠定了坚实的基础。此后，他被韩国媒体誉为行业教父。然而，即使在今天，Kim Choong-Ki在韩国芯片界之外仍然鲜为人知。那么，这个不起眼的半导体黑手党老大是谁呢？

相机芯片的开始

Kim Choong-Ki 1942 年出生于首尔，当时韩国是日本帝国的殖民地。他的母亲教小学；他的父亲 Kim Byung-Woon 是 韩国标志性纱线和面料制造商Kyungbang的一名纺织工程师。父亲帮助建立了公司的第一家纺纱厂，他对工程的了解和随之而来的名声给他的儿子留下了深刻的印象。他每天都会参观工厂，年轻的Kim Choong-Ki回忆道。他告诉我，他可以通过聆听来检测哪些机器出现问题以及原因。 这些经验为Kim Choong-Ki的职业生涯播下了精神种子，他后来称之为工程师的头脑。

在成长过程中，Kim Choong-Ki是一个模范的韩国学生：书呆子、听话、沉默。尽管他的家人敦促他加入他父亲的纺织行业，但他却选择了从事电气工程。他在首尔国立大学学习，然后在纽约市的哥伦比亚大学学习，并在晶体管理论专家Edward S. Yang的指导下获得博士学位。不久之后，在 1970 年夏天，Fairchild Camera and Instrument 聘请他在其位于加利福尼亚州帕洛阿尔托的研发实验室工作。

Kim Choong-Ki在哥伦比亚大学校园里，攻读博士学位。在晶体管理论专家爱德华·S·杨（Edward S. Yang）手下的大学里。

1972 年，Kim Choong-Ki 的父母，著名的韩国纺织工程师。

自二战以来，Fairchild Camera（仙童摄影） 一直是世界领先的成像设备开发商，包括雷达相机、无线电罗盘和 X射线机。1957 年，该公司成立了仙童半导体公司，用硅制造晶体管和集成电路，这是一项创新举措，因为当时大多数半导体设备都使用锗。该合资企业催生了数十种产品，包括第一块硅集成电路，从而推动了硅谷的崛起。作为仙童研发实验室的新人，Kim Choong-Ki 被派去研究其中一种新型芯片：电荷耦合器件。

就在前一年，即 1969 年，贝尔实验室的 George E. Smith 和 Willard Boyle 提出了 CCD 的想法，他们后来因此获得了诺贝尔奖。但是，Kim 和他在仙童的同事们实现了第一批 CCD 设备，这些设备演变成广泛用于数码摄影、射线照相和天文学的商业产品。Kim 变得如此精通 CCD 技术，以至于公司的其他工程师经常在下班时到他的办公室来讨论问题。很快他们就开始称我为 CCD 教授，他回忆道。

Kim 在飞兆半导体研发实验室的同事称他为CCD 教授。

在其他发明中，Kim 帮助开发了一种 CCD 区域图像传感器，该传感器极大地改进了低光检测和第一个两相 CCD 线性图像传感器。他报告说，这保证了易用性和高质量的图像再现。仙童的——或者称它们为 Choong-Ki 的——CCD 使高分辨率相机的广泛应用成为可能，哥伦比亚大学的 Yang 说。他补充说，如果没有这些功能性设备，CCD 就不会获得诺贝尔奖。

Kim 在仙童的经历改变了他，就像改变了相机技术一样。他在韩国和哥伦比亚的学校教育主要强调书本学习和理论。但他在仙童的经历巩固了他最初受到父亲启发的信念，即真正的工程师思维不仅需要理论知识，还需要实践技能。除了做实验之外，他还养成了阅读在公司图书馆找到的内部技术报告和备忘录的习惯，其中一些后来被带到了 KAIST 用作教材。

在仙童，Kim 还学会了如何与其他工程师沟通和领导。他在那里开始时，说话温和而内向，但他在仙童的导师鼓励他自信而清晰地表达自己。据几位教职员工称，后来他被称为 KAIST 中说话声音最大的教授，他们说他如果缺席那整个校园都会显得安静。

Kim 在仙童中迅速成长。但在任职仅五年后，他就回到了韩国。挚爱的父亲去世了，作为长子，他觉得照顾丧母的责任很重。他在仙童经历的种族歧视也伤害了他的自尊心。然而，最重要的是，他找到了一个理想的工作地点。

当时被称为 KAIS（T是 1981 年添加的），Kim 的新雇主是韩国第一所科技大学，也是最负盛名的大学之一。韩国政府于 1971 年在美国国际开发署的资助下成立了该研究所，并邀请斯坦福大学工程学院传奇院长、硅谷父亲弗雷德里克·E·特曼 ( Frederick E. Terman ) 起草其方向的蓝图。Terman强调，KAIS 的目标应该是满足韩国工业和韩国工业机构对训练有素和创新的专家的需求，而不是增加世界的基础知识储备。 这是 Kim 传播他新发现的工程师思维哲学的理想场所。

韩国创始实验室

Kim 在 KAIS 的实验室几乎从1975 年春天到达的那一刻起就吸引了数十名雄心勃勃的硕士和博士生。实验室受欢迎的主要原因很明显：韩国学生渴望了解半导体。政府吹捧这些设备的重要性，GoldStar 和三星等电子公司也是如此，它们需要它们来制造收音机、电视机、微波炉和手表。但除了 CMOS 手表芯片等基本集成电路之外，该行业尚未大规模生产自己的芯片，这在很大程度上是由于缺乏半导体专家。20 年来，直到 1990 年代中期，加入Kim的实验室基本上是韩国有抱负的半导体工程师接受实践培训的唯一途径。

但并不是 KAIST 对半导体培训的虚拟垄断使 Kim 成为无与伦比的导师。他引入了一种对韩国来说全新的教学风格。例如，他坚信工程师的思维需要理论和应用同等重要，这让他的学生感到困惑，他们认为工程学主要是一门学术学科。尽管他们精通数学，博览群书，但他们中的大多数人从未在设计和施工方面进行过任何认真的工作。

因此，Kim教授给他的学生的第一堂课就是如何使用他们的手。在他们开始自己的项目之前，他让他们打扫实验室、修理和升级设备，以及寻找必要的零件。通过这种方式，他们学会了如何自己解决问题，以及如何在没有教科书的情况下即兴发挥。他们对成为工程师意味着什么的看法发生了深刻而永久的变化。他们中的许多人承认他们至今仍在重复Kim的格言。例如：不要选择别人已经扔进垃圾桶的科目。和科学家首先考虑为什么，但我们工程师必须首先考虑如何做。 并且：错误的决定胜过缓慢的决定。

Kim 以前的学生认为他善良、幽默、非专制、一丝不苟、勤奋。但他们也说他很严格，可能脾气暴躁，甚至可怕，尤其是当他认为他们是懒惰或马虎的时候。传说他的一些学生从屋顶通过梯子进入实验室，就是为了绕过Kim的办公室。他最大的不满之一是学生未能正确平衡理论和实践。你自己做吧，然后我们开始讨论，他责备那些过于注重智力研究的人。另一方面，他说，你为什么不在你脖子上的硬螺母里用一些有延展性的东西呢？ 作为对那些花费太多时间建造东西的人的一种责备，暗示他们也应该使用他们的大脑。

Kim Choong-Ki的黑手党

Kim Choong-Ki 的许多前学生通过在工业、政府和学术界担任重要角色，帮助引领了韩国半导体工程的兴起。下面是一些突出的例子。

Kyung Chong Min：作为Kim在KAIST的第一位博士生，Kyung 30岁成为母校教授。他最出名的是在1990年代初期设计了与Intel 80386和80486芯片完全兼容的微处理器芯片。他还建立并运营了两个芯片设计中心。

Kwon Oh Hyun：Kwon 在 Kim 的指导下获得了硕士学位，并在斯坦福大学获得了博士学位。在三星电子，他在1990 年代初期开发了 64 兆位 DRAM，并在2000 年代为公司系统 LSI 部门的发展做出了贡献。在 2010 年代的大部分时间里，他担任公司的首席执行官和副主席。

Lim Hyung Kyu：Lim 师从 Kim 学习 PMOS 器件，后来成为三星的第一个海外奖学金生（在佛罗里达大学）。他最出名的是在 1990 年代初期开发 NAND 闪存，并经常被称为NAND闪存先生 从三星退休后，他担任 SK 集团的副董事长。

Suh Kang Deog：Suh 在 Kim 手下获得了硕士和博士学位。在三星电子，他参与了包括 NAND 闪存在内的各种内存项目。2006 年，他被选为三星院士，这是公司的最高荣誉，以表彰他的贡献和对他未来工作的期待。

Cho Byung-Jin：Cho 就各种主题撰写了 300 多篇技术论文。他曾在现代电子（现为海力士）短暂工作，然后成为新加坡国立大学的明星工程教授 10 年。他于 2007 年回到KAIST，开创了石墨烯和热电器件的研究。

Ha Yong Min：Ha 是LG Display 的 TFT-LCD 和 OLED 技术大师，从他在 Kim 手下的研究生期间一直致力于该主题。由于他的努力，LG Display 成为中小型电子设备的 TFT-LCD 和 OLED 面板的主要供应商，包括苹果、惠普、戴尔和联想的产品。

Park Sung-Kye：Park 被称为海力士的宝藏，他开发了几乎所有类型的存储芯片，包括高效、速度更快的 DRAM 和最小的 NAND 闪存单元。在 2010 年代后期，他还负责 96 层3D NAND 闪存的开发。

Chung Han：Chung 可能是 Kim 以前的学生中最成功的工程师出身的创业者。他的 i3system 为国防和商业市场开发复杂的红外图像传感器。由于他 30 多年的努力，韩国成为世界上第七个批量生产红外图像传感器的国家。

Kim通过他的开放性不仅影响了他自己的学生，还影响了无数其他人。他与其他 KAIST 教授合作甚至共享实验室空间，他喜欢访问其他系和大学举办研讨会，或者只是为了获得新的想法和观点——这在韩国学术文化中过去和现在都是非常不寻常的行为。Chin Dae-Je于 1989 年在三星开发了 16 兆位DRAM，后来担任韩国信息和技术部长官，在他的自传中，他讲述了 Chin 于 2018 年中期在首尔国立大学读研究生时寻求Kim的指导。1970 年代。Chin 回忆说，首尔国立大学和 KAIST 之间有一种激烈的竞争精神，他的母校将他称为与竞争对手教授一起学习的问题学生。

Kim的合作范围从学术界扩展到工业界和政府部门。1980 年代初期，在休假期间，他在政府资助的韩国电子技术研究所领导半导体研发，该研究所在他的领导下开发了 32 千位和 64 千位 ROM。他在 KAIST 受欢迎的半导体研讨会启发了 GoldStar（自 1995 年以来的 LG）、现代电子（自 2001 年以来的海力士）和三星在 1990 年代在 KAIST 赞助他们自己的培训计划。Kim 与这些公司的密切合作还帮助在 KAIST 发起了其他主要由行业资助的开创性计划，包括高性能集成系统中心和集成电路设计教育中心，均由Kim的前学生京忠民执导。反过来，半导体行业也受益于从 Kim 的轨道上涌现出来的训练有素的人才。

Kim （前排，橙色领带） 还担任韩国电光中心主任该中心由政府资助，旨在开发热成像、光纤和激光技术。

韩国半导体产业的演变

Kim 在 KAIST 的实验室与韩国半导体行业的发展同步发展，可分为三个时期。在第一个时期，从 1960 年代中期开始，政府通过制定法律和制定产业发展计划、建立研究机构、敦促企业和大学更多地关注半导体技术来带头冲锋。直到 1980 年代初，三星和其他电子公司才会认真对待制造半导体设备。因此，当 Kim 在大约十年前创办他的实验室时，他正在培训工程师以满足该行业的未来需求。

他的第一批学生主要从事使用 PMOS、NMOS 和 CMOS 技术的半导体设计和制造，这些技术虽然在全球标准中并不领先，但在当时的韩国相当先进。由于行业工作岗位很少，Kim 实验室的许多校友都在政府研究机构任职，在那里他们开发了最先进的实验芯片。一个例外是 Lim Hyung-Kyu，他是 Kim 的第一批硕士生之一，他于 1976 年被三星派到 KAIST 学习。Lim 将继续领导三星各种存储设备的开发，最重要的是 1990 年代的 NAND 闪存。

第二个时期开始于 1983 年，当时三星宣布将大力发展半导体，从 DRAM 开始。此举促使现代和金星等竞争对手的企业集团也这样做了。结果，韩国芯片产业迅速扩张。KAIST 和其他大学提供了必要的人才。在 Kim 的实验室，学生们开始探索新兴技术，包括多晶硅薄膜晶体管（用于 LCD 面板）、红外传感器（用于军事用途）和快速热处理（提高效率并降低半导体生产成本）并发表了他们的论文在著名的国际期刊上。

KAIST 的毕业生涌向三星、金星/LG 和现代/海力士。随着政府影响力的下降，一些在政府研究机构工作的第一期校友也进入了公司工作。与此同时，越来越多的Kim以前的学生接受了大学教授的职位。例如，在 1991 年离开 Kim 的实验室后，Cho Byung-Jin 在现代汽车公司花了四年时间开发 DRAM 和闪存，之后成为新加坡国立大学和 KAIST 的明星教授。Kim 的第一位博士生 Kyung Chong-Min 于 1983 年加入 KAIST 的教师；到 2018 年退休时，Kyung 培训的半导体专家比 Kim 本人还多。

第三个时期，从 2000 年开始，工业掌握了半导体发展的主导权。学术界产生了更多的专家以及重要的研究，而政府的贡献微乎其微。Kim 实验室的校友继续领导半导体工程，其中一些人晋升为高级管理人员。例如， Kwon Oh-Hyun于 1977 年从 KAIST 获得硕士学位，在 2010 年代的大部分时间里担任三星电子的首席执行官，当时该公司不仅在内存领域还主导着手机、电视和家庭的全球市场电器。

其他校友在半导体研发中发挥了关键作用。LG Display 的Ha Yong Min掌握了平板电脑、笔记本电脑和手机的 TFT-LCD 和 OLED 屏幕；Park Sung-Kye，有时被称为海力士的宝藏，开发了公司的大部分内存产品。与此同时，在学术界，Kim已成为效仿的榜样。他的许多学员都采用他的方法和原则来教授和指导自己的学生成为该领域的领导者，确保为子孙后代提供稳定的高技能半导体工程师供应。

2007 年春天，距离Kim满 65 岁（韩国学术界的强制退休年龄）不到一年，KAIST 将他选为首批杰出教授之一，从而延长了他的终身任期。除了 Ho-Am 奖，多年来，他还获得了许多其他奖项，包括为改善公民福利和促进国家发展做出杰出贡献的民事功勋勋章。2019年，他被评为全国最高荣誉之一的科技功勋人物。

传奇与遗产

对于当今韩国的年轻半导体工程师来说，Kim Choong-Ki 是一个传奇人物——他们国家在芯片生产领域取得优势的背后伟大的无名英雄。但韩国在世界市场的主导地位现在正受到威胁。尽管近几十年来韩国与中国台湾展开了激烈的竞争，但其未来最强大的挑战者可能是中国大陆。自 2000 年以来，该国一直是韩国芯片的主要进口国。未来中国半导体公司可能很快成为主要的全球竞争对手。

使问题更加复杂的是，韩国政府忽视了其在支持 21 世纪芯片开发方面的作用。在Kim开始培养第一批半导体工程师近 50 年后，该行业再次面临严重的劳动力短缺。专家估计， 每年需要数千名新的工程专家，但该国只能培养几百名。然而，尽管公司呼吁更多的工人和大学呼吁推动学术教育和研究的政策，但政府几乎没有做任何事情。

在他的职业生涯即将结束时，Kim开始担心在韩国扎根的那种工程师思维的局限性。韩国的经济发展依赖于逆向工程和跟随先进国家，他在 1997 年的一次采访中说。这种快速跟进的方法依赖于一个教学生如何阅读地图的教育系统，确定一个已知的产品目标并制定实现该目标的过程。但是谁制作了地图？先进国家。 他因此总结道：我们现在必须改变我们的教育政策，教我们的学生如何绘制地图。

Kim Choong-Ki本人可能还没有完全实现这一雄心勃勃的愿景，即培养一个具有创造力的工程师国家，能够开创真正的突破性技术，从而确保他的国家在世界舞台上的领导地位。但希望他的继任者已经把他的建议铭记在心，韩国的未来取决于此。

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